Övervaka energiförbrukning och systemvariabler

Att mäta energiförbrukningen i ett pumpsystem kan vara mycket enkelt. Att helt enkelt installera en mätare framför huvudledningen som förser hela pumpsystemet med ström visar strömförbrukningen för alla elektriska komponenter i systemet, såsom motorer, styrenheter och ventiler.

En annan viktig egenskap hos systemövergripande energiövervakning är att den kan visa hur energianvändningen förändras över tiden. Ett system som följer en produktionscykel kan ha fasta perioder då det förbrukar mest energi och viloperioder då det förbrukar minst energi. Det bästa som elmätare kan göra för att minska energikostnaderna är att låta oss fördela maskinernas produktionscykler så att de förbrukar lägst energi vid olika tidpunkter. Detta minskar faktiskt inte energiförbrukningen, men det kan sänka energikostnaderna genom att minska toppanvändningen.

Planeringsstrategi

Ett bättre tillvägagångssätt är att installera sensorer, testpunkter och instrumentering i kritiska områden för att övervaka hela systemets tillstånd. De kritiska data som tillhandahålls av dessa sensorer kan användas på många sätt. För det första kan sensorer visa flöde, tryck, temperatur och andra parametrar i realtid. För det andra kan dessa data användas för att automatisera maskinstyrning och på så sätt undvika mänskliga fel som kan komma med manuell styrning. För det tredje kan data ackumuleras över tid för att visa drifttrender.

Realtidsövervakning - Upprätta börvärden för sensorer så att de kan utlösa larm när tröskelvärdena överskrids. Till exempel kan en indikation på lågt tryck i pumpens sugledning avge ett larm för att förhindra att vätska förångas i pumpen. Om det inte finns något svar inom en angiven tid, stänger styrningen av pumpen för att förhindra skador. Liknande styrsystem kan också användas för sensorer som avger larmsignaler vid höga temperaturer eller höga vibrationer.

Automation för att styra maskiner - Det finns en naturlig utveckling från att använda sensorer för att övervaka börvärden till att använda sensorer för att direkt styra maskiner. Till exempel, om en maskin använder en delat fall centrifugalpump för att cirkulera kylvatten kan en temperatursensor skicka en signal till en regulator som reglerar flödet. Styrenheten kan ändra hastigheten på motorn som driver pumpen eller ändra ventilens funktion för att matcha delad centrifugalpumps flöde till kylbehov. I slutändan uppnås syftet att minska energiförbrukningen.

Sensorer möjliggör även förutsägande underhåll. Om en maskin går sönder på grund av ett igensatt filter måste en tekniker eller mekaniker först se till att maskinen stängs av och sedan låsa/märka maskinen så att filtret säkert kan rengöras eller bytas ut. Detta är ett exempel på reaktivt underhåll - att vidta åtgärder för att åtgärda ett fel efter att det inträffat, utan föregående varning. Filter måste bytas ut regelbundet, men att förlita sig på standardtidsperioder kanske inte är effektivt.

I detta fall kan vattnet som passerar genom filtret vara mer förorenat än förväntat och under en längre tid. Därför bör filterelementet bytas ut innan den planerade tiden. Å andra sidan kan det vara slösaktigt att byta filter på ett schema. Om vattnet som passerar genom filtret är ovanligt rent under en längre tid, kan filtret behöva bytas ut veckor senare än planerat.

Kärnan i saken är att man använder sensorer för att övervaka tryckskillnaden över filtret kan visa exakt när filtret behöver bytas ut. Faktum är att differenstrycksavläsningar också kan användas på nästa nivå, prediktivt underhåll.

Datainsamling över tid - Om vi ​​går tillbaka till vårt nyligen driftsatta system, när allt är påslagna, justerat och finjusterat, ger sensorerna baslinjeavläsningar av alla tryck, flöde, temperatur, vibrationer och andra driftsparametrar. Senare kan vi jämföra den aktuella avläsningen med det bästa fallet för att avgöra hur slitna komponenterna är eller hur mycket systemet har förändrats (som ett igensatt filter).

Framtida avläsningar kommer så småningom att avvika från det baslinjevärde som ställdes in vid start. När avläsningarna går utanför förutbestämda gränser kan det indikera förestående fel, eller åtminstone behov av ingripande. Detta är förutsägande underhåll - varnar operatörerna innan ett fel är nära förestående.

Ett vanligt exempel är att vi installerar vibrationssensorer (accelerometrar) vid lagerplatserna (eller lagersätena) för centrifugalpumpar och -motorer. Normalt slitage av roterande maskiner eller pumpdrift utanför de parametrar som ställts in av tillverkaren kan orsaka förändringar i frekvensen eller amplituden för rotationsvibrationer, vilket ofta visar sig som en ökning av vibrationsamplituden. Experter kan undersöka vibrationssignaler vid start för att avgöra om de är acceptabla och specificera kritiska värden som indikerar ett behov av uppmärksamhet. Dessa värden kan programmeras in i styrmjukvaran för att skicka en larmsignal när sensorutgången når kritiska gränser.

Vid start ger accelerometern ett vibrationsbaslinjevärde som kan sparas i kontrollminnet. När realtidsvärden så småningom når förutbestämda gränser, varnar maskinens kontroller föraren om att situationen måste utvärderas. Naturligtvis kan plötsliga kraftiga vibrationsförändringar också varna förare om potentiella fel.

Tekniker som svarar på båda larmen kan upptäcka ett enkelt fel, till exempel en lös monteringsbult, som kan få pumpen eller motorn att flytta sig ur mitten. Att centrera om enheten och dra åt alla monteringsbultar kan vara de enda åtgärder som behövs. Efter att systemet startat om kommer vibrationsavläsningar i realtid att visa om problemet har åtgärdats. Men om pumpen eller motorns lager är skadade kan ytterligare korrigerande åtgärder fortfarande krävas. Men igen, eftersom sensorerna ger tidig varning om potentiella problem, kan de utvärderas och stilleståndstiden skjutas upp till slutet av ett skift, när en avstängning planeras eller när produktionen flyttas till andra pumpar eller system.

Mer än bara automatisering och tillförlitlighet

Sensorer är strategiskt placerade i hela systemet och används ofta för att tillhandahålla automatiserad kontroll, stödoperationer och förutsägande underhåll. Och de kan också titta närmare på hur systemet fungerar så att de kan optimera det, vilket gör det övergripande systemet mer energieffektivt.

Att tillämpa denna strategi på ett befintligt system kan faktiskt minska energiförbrukningen genom att exponera pumpar eller komponenter som har betydande utrymme för förbättringar.